自建立伊始,皇家植物园(Real Jardín Botánico)中就进行着植物学教育,资助美洲及太平洋探险,负责植物叶片图片的大量收集,复制重要的植物标本集,作为科学发现新物种的基础。 1857年,马利阿诺德拉帕斯格拉埃尔(Mariano de la Paz Graells)时任皇家植物园园长,对植物园进行了重要的改建工程,某些建筑保留至今,比如以其名字命名的温室以及重建的顶部平台。在格拉埃尔(Graells)时期还修建了一个动物园,但十二年之后,当米盖尔科尔梅罗(Miguel Colmeiro)担任植物园长时,该动物园被迁往善隐园(Jardín del Buen Retiro)。20世纪30年代,在皇家植物园开展了真菌学领域的研究,并在微真菌学上取得了高水平的发展。1974年,因大量修缮工程植物园暂时对公众关闭,直到1981年——植物园迁址200周年之际,才恢复其原貌。1993年又一现代温室展馆竣工。

1755年10月7日费尔南多六世(Fernando VI)下令建造马德里皇家植物园。植物园位于Huerta de Migas Calientes,在如今称为铁门(Puerta de Hierro)的附近,曼萨纳雷斯(Manzanares)河岸边。拥有2000多株植物,由植物学家、外科医生José Quez在半岛上旅行时收集而来,或者是与欧洲其它植物园交换而来。
1774年起,卡洛斯三世(Carlos III)下令将其迁往现今普拉多步行 (Paseo del Prado)大街的地址,并于1781年竣工。由萨巴提尼(Sabatini)——御用建筑师——和胡安德比亚努埃瓦(Juan de Villanueva)共同负责设计。 公元18世纪下半叶在王室的直接庇护下,植物园经历了一段异常风光的时期。那些年中,在植物园中修建了三座台阶平台,根据Linneo(历史上最重要的植物学家)的方法顺序栽种植物;还在植物园周围修建了栅栏、藤架和名为新别墅展厅(Pabellón Villanueva)的温室。温室中有一个讲台,安冬尼奥荷西卡瓦尼列斯(Antonio José Cavanilles)就在此授课。